Polysulfone (PSU) plastmasa ir augstas veiktspējas materiāls, kas pazīstams ar tā izturību ekstremālos apstākļos. Sākot no medicīniskajiem instrumentiem līdz kosmiskās aviācijas detaļām, PSU piedāvā neticamu izturību, karstuma izturību un ķīmisko stabilitāti. Šajā amatā jūs uzzināsit par PSU Plastic unikālajām īpašībām un to, kāpēc tā ir galvenā izvēle dažādās nozarēs.
Kas ir PSU plastmasa?
PSU jeb polisulfons ir augstas veiktspējas termoplastika, kas pazīstama ar izcilām īpašībām. Tas sastāv no sulfonu grupu un aromātisko gredzenu atkārtotu vienību, veidojot spēcīgu un stabilu polimēru struktūru.
Šis unikālais ķīmiskais kompozīcija piešķir PSU tās izcilās īpašības, piemēram:
Izturība pret augstu temperatūru
Lieliska dimensiju stabilitāte
Laba ķīmiska izturība
Ievērojams mehāniskais spēks
Salīdzinot ar citiem termoplastiskiem līdzekļiem, PSU izceļas ar spēju saglabāt tās īpašības plašā temperatūras diapazonā. Tas var izturēt temperatūru no -150 ° F (-100 ° C) līdz 300 ° F (150 ° C), padarot to piemērotu prasīgai lietojumprogrammai.
| Īpašums | PSU | PVC | ABS |
| Maksimālā servisa temperatūra (° C) | 150 | 60 | 80 |
| Stiepes izturība (MPA) | 70 | 50 | 45 |
| Lieces modulis (GPA) | 2.48 | 2.4 | 2.3 |
1. tabula: PSU salīdzinājums ar citu termoplastiku
PSU pieder amorfu termoplastiku ģimenei. Tas nozīmē, ka tās molekulārā struktūra ir nejauši sakārtota, atšķirībā no puskristāliskās plastmasas. PSU amorfais raksturs veicina tā:
Caurspīdīgums
Izmēra stabilitāte
Izotropas īpašības
Apstrādes vieglums
Nejauša molekulārā izkārtojums ļauj PSU pakāpeniski mīkstināties, kad to karsē, padarot to piemērotu termoformēšanai un citām apstrādes metodēm.
1. attēls: vienkāršots PSU molekulārās struktūras attēlojums
PSU plastmasas īpašības
PSU plastmasa ir slavena ar izcilām īpašībām. Tas piedāvā unikālu mehānisko, termisko, ķīmisko un elektrisko īpašību kombināciju, kas padara to par galveno izvēli dažādiem lietojumiem.
Mehāniskās īpašības
Augsta stiepes izturība: PSU stiepes izturība ir 10 200 psi (70 MPa). Tas nozīmē, ka tas var izturēt ievērojamus stiepšanās spēkus, nesalaužot.
Lieliska lieces izturība: ar lieces izturību 15 400 psi (106 MPa), PSU var izturēt liekas spēkus ārkārtīgi labi. Tas saglabā savu formu zem slodzes.
Laba trieciena pretestība: PSU ir iegriezts izodu trieciena stiprums 1,3 pēdas-lbs/in (69 j/m). Tas var absorbēt pēkšņu triecienu, neveicot plaisu vai satricinot.
Augsta spiedes stiprība: PSU var izturēt spiedes spēkus līdz 13 900 psi (96 MPa). Tas padara to piemērotu lietojumprogrammām, kurās to var pakļaut sasmalcinošiem spēkiem.
Termiskās īpašības
Augsta temperatūras izturība: PSU var saglabāt savas īpašības paaugstinātā temperatūrā. Tā nepārtraukta servisa temperatūra ir 285 ° F (140 ° C).
Lieliska termiskā stabilitāte: PSU īpašības joprojām ir stabilas plašā temperatūras diapazonā. Tās siltuma novirzes temperatūra ir 358 ° F (181 ° C) pie 66 psi un 345 ° F (174 ° C) pie 264 psi.
Zems lineārās termiskās izplešanās koeficients: PSU zems CLTE ir 3,1 x 10^-5 collas/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C). Tas nozīmē, ka tai notiek minimālas dimensijas izmaiņas ar temperatūras svārstībām.
Ķīmiska izturība
Izturība pret skābēm, sārmiem un sāls šķīdumiem: PSU var izturēt dažādu ķīmisku vielu iedarbību. Tas ir izturīgs pret minerālskābēm, sārmiem un sāls šķīdumiem.
Ierobežojumi: PSU nav izturīgs pret esteriem, hloru un aromātiskiem ogļūdeņražiem. Šīs ķīmiskās vielas var izraisīt materiāla sadalīšanos vai izšķīšanu.
Elektriskās īpašības
Laba dielektriskā stiprība: PSU dielektriskā stiprība ir 425 V/MIL (16,7 kV/mm). Tas nodrošina lielisku elektrisko izolāciju.
Izolācijas īpašības: PSU augstā elektriskā pretestība un zema dielektriskā konstante padara to par labu izolatoru. To var izmantot elektriskos un elektroniskos lietojumos.
Papildu īpašības
Raksturīgā liesmas slāpēšana: PSU ir raksturīga liesma. Tas atbilst UL94 V-0 uzliesmojamības novērtējumam, neprasot papildu liesmas slāpētājus.
Pārtikas pakāpes variācijas: Dažas PSU pakāpes ir saderīgas ar FDA. Tos var izmantot pārtikas kontaktu lietojumos.
Laba apstrāde: PSU var apstrādāt, izmantojot parastās metodes. Tas ļauj izveidot sarežģītas detaļas un komponentus.
Cita svarīga īpašuma
Izmēra stabilitāte: PSU saglabā savas izmērus laika gaitā un dažādos apstākļos. Tam ir zema mitruma absorbcija un minimāla saraušanās.
Caurspīdīgums: PSU ir daļēji caurspīdīgs ar dzintara nokrāsu. Tas ļauj vizuāli pārbaudīt saturu noteiktos lietojumos.
Pretestība pret starojumu: PSU ir laba izturība pret starojumu. Tas var izturēt gamma staru un citu starojuma veidu iedarbību bez būtiskas degradācijas.
| īpašuma | vērtība |
| Stiepes izturība | 10 200 psi (70 MPa) |
| Lieces spēks | 15 400 psi (106 MPa) |
| Izod trieciens (iegriezts) | 1,3 pēdas-lbs/in (69 j/m) |
| Spiedes stiprums | 13 900 psi (96 MPa) |
| Nepārtraukta servisa temperatūra | 285 ° F (140 ° C) |
| Siltuma novirzes temperatūra (66 psi / 264 psi) | 358 ° F (181 ° C) / 345 ° F (174 ° C) |
| Lineārās termiskās izplešanās koeficients | 3,1 x 10^-5 in/in/° F (5,6 x 10^-5 m/m/° C) |
| Dielektriskā izturība | 425 V/MIL (16,7 kV/mm) |
Tabula: PSU plastmasas galvenās īpašības
Polysulfone (PSU) pielietojums
Polysulfone (PSU) plastmasa tiek plaši izmantota dažādās nozarēs, ņemot vērā tās izcilās termiskās, mehāniskās un ķīmiskās īpašības. Izpētīsim dažas tās galvenās lietojumprogrammas.
Medicīniskā un veselības aprūpe
PSU tiek dota priekšroka medicīnas jomā par spēju izturēt atkārtotu sterilizāciju, nodrošinot drošību un izturību.
Sterilizācijas gadījumi : PSU ir lieliski piemērota medicīniskām sterilizācijas gadījumiem, pateicoties tā karstuma pretestībai un spējai izturēt atkārtotu tvaika sterilizāciju.
Zobārstniecības instrumenti : Izmanto dažādos zobārstniecības instrumentos, PSU piedāvā nepieciešamo izturību un izturību pret sterilizācijas procesiem.
Medicīnas ierīces : PSU ķīmiskā stabilitāte padara to ideālu komponentiem ierīcēs, kurām nepieciešama pastāvīga sterilizācija.
Aviācijas un autobūves
PSU izturība un izturība pret ekstrēmo vidi padara to par materiālu aviācijas un kosmosa un automobiļu detaļām.
Gaisa kuģu interjers : PSU tiek izmantots gaisa kuģu interjerā, kur izšķiroša nozīme ir izturībai, karstuma pretestībai un liesmas palēnināšanai.
Ēdināšanas ratiņi : tā vieglā raksturs un izturība padara PSU ideālu aviosabiedrību ēdināšanas ratiņiem.
Gultņi un precizitātes pārnesumi : PSU izturība nodrošina vienmērīgu darbību automobiļu gultņos un precizitātes pārnesumos, pat zem stresa.
Elektriskā un elektronika
PSU dielektriskā izturība un izolācijas īpašības padara to vērtīgu elektronikā un elektriskajā pielietojumā.
Savienotāji : PSU bieži izmanto elektriskajos savienotājos, nodrošinot izcilu izolāciju un izturību.
Spoles ķermeņi : tā izturība pret siltumu un ķīmiskajām vielām padara to piemērotu spoles ķermeņiem elektriskajā aprīkojumā.
Izolācijas komponenti : PSU ir izvēles materiāls, lai izolētu detaļas dažādās elektroniskās ierīcēs.
Pārtikas rūpniecība
Pateicoties ķīmiskajai izturībai un FDA saderīgajām pakāpēm, PSU ir droša izmantošanai pārtikas apstrādē un sagatavošanā.
Karstā ūdens veidgabali : to parasti izmanto karstā ūdens veidgabalos, pateicoties tā spējai rīkoties ar augstu temperatūru bez degradēšanas.
Santehnikas kolektori : PSU izturība padara to ideālu santehnikas kolektoriem, it īpaši tiem, kas pakļauti karstajam ūdenim.
Ēdināšanas pakalpojumu paplātes : PSU pārtikas paplātes ir vieglas, izturīgas un spēj izturēt augstu temperatūru komerciālās virtuvēs.
Ūdens filtrēšana un attīrīšana
PSU izturība pret ķīmiskām vielām un augsta temperatūra padara to par lielisku izvēli ūdens filtrēšanas komponentiem.
Caurules, atloki un sūkņa komponenti : PSU izmanto caurulēs, atlokos un sūkņos ūdens attīrīšanas sistēmām. Tas iztur ķīmisku degradāciju, nodrošinot ilgtermiņa veiktspēju skarbā vidē.
| Lietojumprogrammas | piemērs komponenti |
| Medicīnisks | Sterilizācijas gadījumi, zobārstniecības instrumenti, ierīces |
| Avi kosmosa | Gaisa kuģu interjers, ratiņi, gultņi |
| Elektronika | Savienotāji, spoles ķermeņi, izolācija |
| Pārtikas rūpniecība | Karstā ūdens veidgabali, paplātes, kolektori |
| Ūdens filtrēšana | Caurules, atloki, sūkņa daļas |
Polysulfone (PSU) modifikācijas
Lai gan PSU jau lepojas ar iespaidīgām īpašībām, to var vēl vairāk uzlabot, izmantojot dažādas modifikācijas. Šie pielāgojumi ļauj PSU pielāgot īpašām lietojumprogrammām un nozarēm.
Maisījumi uzlabotām īpašībām
PSU sajaukšana ar citiem polimēriem ir efektīvs veids, kā uzlabot tā veiktspēju. Divas izplatītas maisījumi ir:
PSU/PA maisījumi:
Sajaukšana PSU ar poliamīdiem (PA) uzlabo tā plūsmas īpašības un izturību.
PA puskristāliskais raksturs arī uzlabo maisījuma ķīmisko izturību.
Šie maisījumi apvieno abu materiālu stiprās puses, kā rezultātā tiek izveidots kompozīts ar uzlabotām vispārējām īpašībām.
PSU/PC maisījumi:
Apvienojot PSU ar polikarbonātu (PC), var uzlabot tā plūsmas īpašības, saglabājot mehānisko veiktspēju.
Tomēr PC amorfā rakstura dēļ ķīmiskā izturība nav būtiska uzlabošanās.
Šie maisījumi ir noderīgi, ja ir nepieciešama labāka apstrādājamība, neupurējot mehānisko izturību.
Pielāgotas piedevas
Iekļaujot piedevas PSU, var vēl vairāk uzlabot tās īpašības. Viena izplatīta pieeja ir pildvielu izmantošana:
Pildvielas:
Pievienojumu pievienošana PSU var uzlabot tā mehānisko izturību un ķīmisko izturību.
Parastie pildvielas ir stikla šķiedras, oglekļa šķiedras un minerālu pildvielas, piemēram, talks vai kalcija karbonāts.
Pildījuma izvēle ir atkarīga no vēlamās īpašuma uzlabošanas un lietojumprogrammas prasībām.
| pildvielas | īpašuma uzlabošana |
| Stikla šķiedras | Palielināta stiepes un lieces izturība, uzlabota dimensiju stabilitāte |
| Oglekļa šķiedras | Augstas stiprības un svara attiecība, uzlabota termiskā un elektriskā vadītspēja |
| Talks | Paaugstināta stingrība, uzlabota karstuma izturība, labāka dimensiju stabilitāte |
| Kalcija karbonāts | Paaugstināta stingrība, uzlabota izturība pret triecieniem, samazinātas izmaksas |
Tabula: Parastie pildvielas, kuras tiek izmantotas PSU un to īpašuma uzlabojumi
Lietojumprogrammai specifiskas modifikācijas
PSU var pielāgot, lai apmierinātu dažādu nozaru unikālās vajadzības. Divi ievērojami piemēri ir:
Aerospace:
Aviācijas un kosmosa lietojumprogrammās PSU bieži tiek modificēts, lai uzlabotu tās liesmas kavēšanos un dūmu emisijas.
Lai uzlabotu šīs īpašības, var iekļaut tādas piedevas, piemēram, fosfora savienojumus vai nanoklays.
Turklāt tādus pastiprinājumus kā oglekļa šķiedras var izmantot, lai palielinātu PSU stiprības un svara attiecību vieglajām gaisa kuģa komponentiem.
Medicīnisks:
Medicīniskiem lietojumiem PSU var modificēt, lai uzlabotu tā bioloģisko savietojamību un sterilizējamību.
Antimikrobiālo piedevu var iekļaut, lai novērstu baktēriju un citu mikroorganismu augšanu medicīnas ierīcēs.
Polimēra matricu var arī pielāgot, lai nodrošinātu savietojamību ar dažādām sterilizācijas metodēm, piemēram, autoklāvēšanu vai gamma apstarošanu.
Šie ir tikai daži piemēri, kā PSU var modificēt īpašām nozarēm. PSU daudzpusība ļauj iegūt neskaitāmas pielāgošanas iespējas, padarot to par vērtīgu materiālu plašam lietojumprogrammu klāstam.
Dizaina apsvērumi
Izstrādājot produktus ar PSU plastmasu, ir jāņem vērā vairāki kritiski faktori, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju.
Izmēra stabilitāte
PSU tiek vērtēta ar zemu termiskās izplešanās koeficientu , padarot to ideālu detaļām, kurām jāuztur precīzi izmēri.
Precizitāte augstas temperatūras pielietojumos : PSU var saglabāt savu formu un lielumu pat tad, ja tas ir pakļauts augstai temperatūrai . Tas nodrošina precizitāti, it īpaši kosmosa vai medicīniskos komponentos, kuriem notiek ārkārtējs karstums.
| Īpašums | PSU plastmasas | alternatīva termoplastika |
| Termiskās izplešanās koeficients | Zems | Augstāks (mazāk stabils) |
| Temperatūras tolerance | Līdz 160 ° C | Zemāks daudzos materiālos |
Pārredzamības prasības
Kamēr PSU ir daļēji caurspīdīgs, apstrāde var ietekmēt tā skaidrību.
Pārredzamības atjaunošana : apstrāde bieži noved pie virsmas raupjuma, bet caurspīdīgumu var atjaunot, izmantojot pulēšanas procesus, piemēram, tvaiku pulēšanu. Šis solis ir būtisks, ja medicīniskās vai optiskās daļās ir nepieciešama skaidrība.
Vides ierobežojumi
PSU nav piemērots ilgstošai lietošanai brīvā dabā bez aizsardzības.
UV rezistences trūkums : UV gaismas iedarbība var pasliktināt PSU, izraisot krāsas maiņu un novājinātu veiktspēju. To vislabāk izmantot telpās vai ar aizsargājošiem pārklājumiem.
Laika apstākļi : PSU slikti darbojas vidē ar lielu saules gaismas vai skarbu laika apstākļu iedarbību. Alternatīvi materiāli vai pārklājumi jāapsver lietošanai brīvā dabā.
Izmaksu apsvērumi
Kamēr PSU nodrošina augstas veiktspējas, tā ir augstāka cena, salīdzinot ar citām termoplastikām.
Izmaksu un veiktspējas līdzsvarošana : PSU ārkārtas īpašības , piemēram, karstuma un ķīmiskā izturība, attaisno tās izmaksas kritiskajai lietošanai. Tomēr, lai veiktu mazāk prasīgu lietojumu, tādi materiāli kā polikarbonāts vai akrils var piedāvāt rentablāku risinājumu.
| Materiālu | izmaksu | pielietojums |
| PSU | Augstāks | Augstas veiktspējas, augsta temperatūra |
| Polikarbonāts | Mērens | Vispārīgas, zemākas temperatūras |
| Akrils | Apakšējais | Uz caurspīdīgumu vērsta, āra lietošana |
PSU plastmasas precizitātes apstrāde
Lai sasniegtu PSU plastmasas precīzu apstrādi, ir rūpīgi jāņem vērā vairāki faktori. Optimāliem rezultātiem ir izšķiroša nozīme atlaidināšana, labākās prakses apstrāde un piesārņojuma novēršana.
Rūdīšana
ATKLĒŠANA ir būtisks process PSU plastmasas precīzās apstrādes process. Tas palīdz mazināt iekšējos spriegumus, kas var izraisīt plaisāšanu vai priekšlaicīgu neveiksmi.
Nevar pārspīlēt stresa mazināšanas atlaidināšanas procesu nepieciešamības un darbības standartus. Pareizi atkvēlināšanas protokoli nodrošina, ka apstrādātas PSU detaļas laika gaitā saglabā to izmēru stabilitāti un mehāniskās īpašības.
Apstrādājot labāko praksi
Optimāliem apstrādes rezultātiem ir svarīgi izvēlēties pareizos dzesēšanas šķidrumus un sekot labākajai praksei.
| Dzesēšanas šķidruma veida | piemērotības | ieguvumi |
| Ne aromātiski, ūdenī šķīstoši dzesēšanas šķidrumi | Ļoti piemērots | Optimāla virsmas apdare, tuvu pielaide |
| Spiediena gaiss un aerosola migla | Ļoti piemērots | Samazināts karstums un berze, pagarināts instrumentu kalpošanas laiks |
| Naftas bāzes dzesēšanas šķidrumi | Nav piemērots | Var uzbrukt un pasliktināt PSU |
Tabula: dzesēšanas šķidruma piemērotība un ieguvumi PSU apstrādei
Piesārņojuma novēršana
Piesārņojuma profilakse ir būtiska, apstrādājot PSU, īpaši nozarēm ar stingrām tīrības prasībām, piemēram, kosmosa un medicīniskajiem līdzekļiem.
Ilustratīvie metāla piesārņojuma bīstamības piemēri ir:
Medicīnisko ierīču ražotājs atrada metāla daļiņas, kas iestrādātas apstrādātos PSU komponentos, izraisot produkta atsaukšanu un ievērojamus finansiālus zaudējumus.
Aviācijas un kosmosa uzņēmums piedzīvoja priekšlaicīgu PSU detaļu neveiksmi metāla piesārņojuma dēļ, kā rezultātā rodas bažas par drošību un dārgu remontu.
Lai novērstu šādus gadījumus, īstenojiet stingrus piesārņojuma kontroles pasākumus, piemēram:
Pareiza apstrādes aprīkojuma tīrīšana un uzturēšana
Regulāra apstrādātu detaļu pārbaude piesārņotājiem
HEPA filtrēšanas sistēmu izmantošana, lai uzturētu tīru apstrādes vidi
Stingra tīrības protokolu ievērošana un standarta darbības procedūras
Secinājums
Polysulfone (PSU) plastmasa izceļas ar augsto temperatūru un ķīmisko izturību . Tas piedāvā mehānisku izturību un dimensiju stabilitāti , padarot to piemērotu tādām nozarēm kā aviācijas un kosmosa un medicīnas ierīces.
Izvēloties PSU, bilances izmaksas un veiktspēju . PSU augstāka cena ne vienmēr var būt nepieciešama mazāk prasīgām lietojumprogrammām. Pareiza apstrāde un piesārņojuma novēršana ir atslēga, lai palielinātu tā veiktspēju.
Padomi: jūs varbūt interesējat visu plastmasu
